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2013年广东省高中学生化学竞赛试题与标准答案正式题(word可编辑版)


2013 年广东省高中学生化学竞赛试题

2013 年5 月5 日

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2013 年广东省高中学生化学竞赛试题
题号 满分 一 30 二 30 三 10 四 10 五 15 六 10 七 15 总分 120

注意事项: 1. 竞赛时间2.5 小时

。迟到30 分钟者不得进考场,开始考试后1 小时内不得离场。时间到, 考生把答题卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。 2. 答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己所在的市(县) 、学校,以及自己的 姓名、赛场、准考证号填写在答题卷首页左侧的指定位置,写在其他地方当废卷处理。 3. 所有试题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卷指定区域内的相应 位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案。不准使用铅笔和涂改液,不 得超出装订线外。不按以上要求作答的答案无效。 4. 草稿纸在答题卷袋内,不得自行带任何其他纸张进入考场。 5. 允许参赛学生使用非编程计算器以及直尺等文具。 一、单项选择题(本题包括 30 小题,每小题 1 分,共 30 分。每小题只 有 一 个 选项符合题 . . . . 意。请考生将本题的答案填入答题卷的表格中。 ) 1.现代科学证明,牧民用银器盛放鲜牛奶有一定的科学道理。下列有关说法中,正确的是 ( )。 A.银导热性好,牛奶凉得快 B.银的化学性质不活泼,坚固耐用 C.溶入鲜奶中的银一起被饮用后,可以补充人体所需的银元素 D.溶入鲜奶中的极微量银离子可杀灭其中的细菌,从而可延长鲜奶的保质期 2.定向生长的碳纳米管具有强度高、抗变形性好、密度小(只有钢的1/4) 、化学稳定性好 等特点,被称为“超级纤维” 。下列有关这种碳纳米管的说法中,不 正 确 的是( )。 . . . A.其熔点很高 B.其主要组成元素是碳 C.它不能导电 D.它是制造飞机的理想材料 3.钙是人体必需的元素,缺钙会造成骨骼和牙齿脆弱。当从食物中摄取的钙不足以满足人 体所需时, 就要服用含钙药品来 “补钙” 。 下列物质中, 其主要成分可用于补钙的是 ( ) 。 A.熟石灰 B.生石灰 C.鸡蛋壳 D.钙镁磷肥 4.今年春季,全国大范围的雾霾天气突显出环境保护的重要性。下列做法中,不 正 确 的是 . . . ( )。 A.加强污水处理厂、垃圾处理场的建设和监管 B.实施“煤改气” 、 “煤改电”等清洁燃料改造工程 C.对附加值低、能耗高、排放大的产业,分期分批实施全行业退出 D.优化能源结构,禁止使用煤炭,取缔农村的造纸、化工等小企业 5.对于下列物质的用途,利用其化学性质的是( )。

A.不锈钢做高压锅 B.液化气做燃料 C.炭黑做填充剂 D.钢材制铁轨 6.学习是一个积累和归纳的过程,正确的归纳可使零散的知识变得有规律可循。下列归纳

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总结的知识点中,不 正 确 的是( )。 . . . A. “三大”化石燃料是指煤、石油、天然气 B. “三大”合成材料指塑料、合成纤维、合成橡胶 C. “四大”基本反应类型指化合、分解、氧化、复分解反应 D. “六大”营养素是指蛋白质、糖类、油脂、维生素、矿物质、水 7.化学学习中,使用“一定”来叙述要小心。下列叙述中,正确的是( )。 A. 溶液一定是无色透明的 B. 燃烧一定要用火去点燃 C. 物质的溶解度一定随温度的升高而增大 D. 常温下pH 大于7 的溶液一定是碱性溶液 8.科学家自发现 C 60 以来,又陆续合成了许多球形分子,如 C 50 、C 70 、C 120 、C 540 等,它 们 间的关系是( )。 A.互为同分异构体 B.互为同位素 C.互为同素异形体 D.属于同系物 9.下列有关原子结构的说法中,正确的是( )。 A.决定元素种类的是——电子数 B.决定元素化学性质的是——原子的核外电子数 C.决定元素相对原子质量的是——中子数 D.决定元素周期表中原子序数的是——核电荷数 10.化学知识中有很多的“相等” 。下列说法中正确的是( )。 A.溶液稀释前后溶质的质量相等,所以溶质的质量分数也相等 B.100 体积的水和100 体积的酒精混合,所得溶液的体积等于200 体积 C.在化学反应中,反应物的原子种类和总数等于生成物的原子种类和总数 D.根据能量守恒定律,化学反应中反应物的总能量与生成物的总能量 11.下列物质中,属于由分子组成的纯净化合物的是( )。 A.干冰 B.石墨 C.二氧化硅 D.聚氯乙烯 12.下列事实与胶体性质无关的是( )。 A.河流入海处易形成沙洲 B.在豆浆中加入盐卤做豆腐 C.FeCl 3 溶液中滴入 NaOH 溶液后出现红褐色沉淀 D.一束平行光线照射到蛋白质溶液中,在侧面看到光亮的通路 13.2003 年,IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)推荐原子序数为 110 号的元素的符号 为Ds,以纪念该元素的发现地Darmstadt。下列有关该元素的说法中,不 正 确 的是( )。 . . . A.为金属元素 B.其核外电子数为110 C.为过渡元素 D.在周期表中位于第7 周期VIIB 族 14.下列说法中,正确的是( )。 A.将10 g CaCO 3 粉末加入100 mL 水中,所得溶液的物质的量浓度为1 mol/L B.将100 mL 5 mol/L 盐酸加热蒸发至50 mL 溶液,盐酸的物质的量浓度变为10 mol/L C.将10 mL 1 mol/L NaCl 溶液与90 mL 水混合,所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol/L D.向100 mL 饱和的澄清石灰水中加入10 g CaO,充分搅拌、静置并恢复到原来的温度, 所得溶液的物质的量浓度增加 15.ClO 2 是一种广谱型消毒剂,将逐步取代 Cl 2 成为自来水的消毒剂。工业上常用 NaClO 3 与 Na 2 SO 3 溶液在酸性条件下反应制备 ClO 2 ,该反应中,还原剂与氧化剂的物质的量之比为 ( )。 A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.3:2 16.下列各选项中,所选的除杂试剂与分离方法都正确的是( )。 选项 A B C D 不纯物质 溴乙烷中混有少量乙醇 溴苯中混有少量溴 Cu(NO 3 ) 2 溶液中混有少量 AgNO 3 K 2 SO 4 固体中混有少量 K 2 CO 3 除杂试剂 水 NaOH 溶液 铜粉 盐酸 )。 分离方法 分液 过滤 结晶 蒸馏

17.设 n A 为阿伏加德罗常数的数值,下列说法中,正确的是(

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A.0.5 mol 苯中含有 C=C 双键的数目为1.5n A B.0.1 mol 铁在0.1 mol Cl 2 中充分燃烧,转移的电子数为0.3n A C.常温下的 NO 2 与 N 2 O 4 分子共 n A 个,将其混合物降温至标准状况,则其体积为22.4 L D.标准状况下,以任意比例混合的甲烷和丙烷气体22.4 L,含有的分子总数为 n A 18.碘和氧形成的某种化合物可称为碘酸碘,其中I 元素呈+3、+5 两种价态,则该化合 物的化学式为( )。 A.I 2 O 4 B.I 3 O 6 C.I 4 O 9 D.I 5 O 11 19. 砖瓦是用含铁元素等杂质的粘土隔绝空气烧制而成的。当烧窑作业临近结束时,若用淋 水的办法来降温,则砖呈青色,称青砖;若用捅开窑顶自然冷却的办法,则砖呈红色,称红 砖。下列有关说法中,不 正 确 的是( )。 . . . A. 砖瓦的主要成分是二氧化硅 B. 淋水的目的是在窑内产生还原性气氛 C. 青砖中铁元素主要以氧化亚铁形式存在 D. 红砖中铁元素主要以氧化铁形式存在 20.常温下,将足量 CaCO 3 加入下列各体系中,溶解度最大的是( )。 A.10 mL 水 B.10 mL 0.1 mol/L CaCl 2 溶液 C.20 mL 0.1 mol/L NaHSO 4 溶液 D.40 mL 0.1 mol/L Na 2 CO 3 溶液 21. 下列反应方程式中,书写正确的是( )。 A.C 6 H 12 O 6 + 9 O 2 = 6 H 2 O + 6 CO 2 ↑ B. 5 FeCl 2 + 8 HCl + KMnO 4 = 5 FeCl 3 + MnCl 2 + 4 H 2 O C.AgNO 3 + K2 CrO 4 = Ag 2 CrO 4 ↓ + 2 KNO 3 D.Na 2 SO 4 + Ba(NO 3 ) 2 = BaSO 4 ↓+ 2 NaNO 3 22. 对于反应 Ag 2 CO 3 (s) Ag 2 O(s) + CO 2 (g),其298.15K 下的反应焓变为 ΔH = 81.5 ?1 kJ· mol ,下列说法中,正确的是( )。 A.Ag 2 CO 3 的转化率随着温度升高而增大 B.反应平衡常数不随其他因素而改变 C.反应体系中存在 Ag 2 CO 3 ,Ag 2 O 和 CO 2 D.在敞开体系中,Ag 2 CO 3 完全分解为 Ag 2 O 23. 电解铝工业生产通常采用霍尔 -埃鲁工艺,即冰晶石-氧化铝融盐电解法,以碳素体作为 阳极,通入直流电后,于950~970oC 下,在电解槽内的两极上进行电化学反应,即电解。下 列说法中,不 正 确 的是( )。 . . . A.熔融氧化铝是溶剂,冰晶石作为溶质用来提高导电性 B.阳极产物主要是 CO 2 ,电极反应为 C + 2O2? = CO 2 + 4e? C.阴极产物是铝液,电极反应为 Al3+ + 3e? = Al
电解

D.总反应为2Al2 O3 + 3C === 4Al + 3CO 2 24. 重铬酸钾为氧化剂,它与硫酸组成的铬酸洗液是实验室中常用的强氧化性洗液之一,其 在实验室配置过程中产生大量的热。下列说法中,不 正 确 的是( )。 . . . A.配制前,用研钵把重铬酸钾研磨得越细越好 B.把重铬酸钾粉末加到热水中,充分搅拌,使其溶解 C.配制时,选用大容积的玻璃仪器(如干燥器等) D.在充分搅拌下把浓硫酸慢慢加入重铬酸钾溶液中 25. 生锈会造成钢铁制品或结构的劣化。下列措施中,不 利 于 防止生锈的是( . . . )。

A.在不锈钢的表面形成一层致密三氧化二铬表层 B.用混凝土包裹钢筋,混凝土使钢筋保存在碱性的环境中 C.在汽车上喷上油漆涂料 D.用锡箔沾水摩擦生锈的部份做抛光处理 26. 下列做法有助于预防食物中毒的是( )。 A.在肉制品制作过程中,把常用的亚硝酸盐、食盐和碱面放在一起以方便使用

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B.使用铅密封的铁罐爆米机加工爆米花 C.加工烹调过程中使用蒸、煮、滚、凉拌等方法,减少使用油炸、烟熏、火烤等方法 D.使用白铁壶盛放酸梅汤和清凉饮料 27. 最近科学家合成了如下图由八个苯环组成的环状分子,下列有关说法中,不 正 确 的是 . . . ( )。

A.该化合物中碳的含量比苯高 B.该化合物属于苯的同系物,不溶于水 C.该化合物具有能够容纳小分子的空腔 D.该化合物可发生取代反应 28. 对氯苯酚在水溶液中可发生如下的反应得苯酚。为使反应顺利进行,该反应中还需加入 的试剂是( )。
Cl Pd/C, H2 OH OH

A.HCl B. C 6 H 6 C.NaOH D.O 2 29. 一定条件下苯乙醛在水中可发生反应生成 1,3,5-三苯基苯。以下试剂中,不 能 鉴定反应 . . 物是否完全转化为产物的是( )。
Ph PhCH2CHO Ph Ph

A.银氨溶液 B.新制的 Cu(OH) 2 C.酸性 KMnO 4 溶液 D.石蕊试液 30. 某商用锂离子电池以石墨为负极材料,以 LiCoO 2 为正极材料,电解质为 LiPF 6 与乙烯 碳 酸酯。电池充电时,锂离子从正极材料中出来而进入负极,放电时则反过来。那么,下列 正 确 的是( )。 说法中,不 . . . A.充电时发生的正极反应为 LiCoO 2 → Li 1-x CoO 2 + xLi + xe B.负极反应为 xLi+ + xe? + 6C → Li x C 6 C.正极材料 Li 1-x CoO 2 中的 Co 充电时被氧化,从 Co3+变为 Co4+,放电时被还原,从 Co4+ 变为 Co3+。 D.LiAlO 2 和 LiMn 2 O 4 等也可做正极材料 二、多项选择题(本题包括 15 小题,每小题 2 分,共 30 分。每小题有一 个 或两 个 选项符 . . . . 合题意。选错、多选时,该小题得0 分。请考生将本题的答案填入答题卷的表格中。 )
+ ?

1. 下图表示三个具有相同机理的可逆反应的产物浓度随时间的变化曲线, 下列有关说法中,

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正确的是(
1.0 0.8 0.6 0.4

)。
I

c/(mol/L)

II III

0.2 0.0 0 2 4 6 8 10

t/min

A.达到平衡最快的是II B.反应约 5 分钟后,三个反应均已达到平衡 C.平衡转化率最高的是I D.三个反应的平衡常数相同 2. 化学与日常生活密切相关。下列说法中,正确的是( )。 A.牛奶在加入柠檬汁后变成絮状 B.食醋和鸡蛋壳反应生成一种无色气体 C.火柴头的药粉中含有对空气敏感的易燃物质 D.将过量食用碱的溶液慢慢倒入明矾溶液中,形成白色沉淀 3. 一氧化氮广泛分布于生物体内,起着信使分子的作用。下列说法中,正确的是( )。 A.一氧化氮在空气中很快转变为二氧化氮 B.一氧化氮溶于水形成硝酸 C.实验室用铜和浓硝酸反应制取一氧化氮,并用排水法收集 D.一氧化氮是大气污染物之一 4. 氢化油又名“植物奶精” 、 “植脂末” 、 “植物奶油”等,对人体健康具有危害。氢化油是在 镍、铜 等金属催化剂作用下,把氢气通入加热的含不饱和脂肪酸较多的植物油制备得到。下 列有关说法中,不 正 确 的是( )。 . . . A.在制备过程中植物油被氧化形成聚合物 B.氢化油能够进行较长时间保存 C.植物油氢化后改变了原有的分子结构 D.氢化油的不饱和程度较低 5. 儿茶素是茶叶的主要活性成分,具有抗氧化、抗菌、除臭等作用。下列说法中,正确的 是( )。
OH HO O OR OH OH R=H或 R' R' = H 或OH OH OH O C OH

A.儿茶素不溶于水,易溶于有机溶剂 B.儿茶素与 FeCl 3 发生显色反应 C.儿茶素能够被氧化 D.儿茶素无法发生水解反应 6.一定温度下,对于密闭容器中进行的反应4W(g) + 5X(g) 4Y(g) + 6Z(g),下列各条 件下该反应处于平衡状态的是( )。 选项 A B C D 正反应速率 /(mol· L-1· min-1) 逆反应速率 /(mol· L · min )
-1 -1

υ (W) = 1.0 υ (Y) = 1.0

υ (W) = 2.0 υ (Z) = 3.0

υ (X) = 1.0 υ (Y) = 1.0

υ (X) = 1.0 υ (Z) = 1.5

7.已知X、Y、Z 均为主族元素,Z 元素的核电荷数比Y 的小8;X 原子最外层只有1 个电

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子;Y 原子的M 电子层有2 个未成对电子;Z 原子的最外层p 轨道上有一对成对电子。则 由这三种元素组成的化合物的化学式可能为( )。 A.X 4 YZ 4 B.X 2 YZ 3 C.XYZ 4 D.X 2 Y 2 Z 3 8.下列选项中,对“溶液配制操作对溶液浓度的影响”所做的判断及原因分析都正确的是 ( )。 选项 A B C D 溶液配制 配制一定物质的量浓度的硝酸溶液, 定容时蒸馏水 超过了刻度,立即用滴管吸出多余的水,然后摇匀 配制一定物质的量浓度的 NaCl 溶液,定容、摇匀 后,发现液面低于刻度 将2 g 碘加入98 mL 四氯化碳中,溶解混匀后即得 质量分数为2%的碘的四氯化碳溶液 将10 mL 浓硫酸在搅拌的同时慢慢加入90 mL 水 中,混匀后即得 1.84 mol/L 的稀硫酸 影响 无影响 偏高 偏低 偏高 原因 吸出了多余的水 溶液体积偏小 四氯化碳的密度大于 1 g/mL 浓硫酸与水混合后溶 液体积小于100 mL

9.已知常温下的四种溶液:① pH = 3 的 CH 3 COOH;② pH = 3 的盐酸;③ pH = 11 的氨 水;④ pH = 11 的NaOH。下列说法中,正确的是( )。 A.四种溶液中,水电离产生的 c(H+)相同 B.将溶液②与③等体积混合后,所得溶液的pH = 7 C.将四种溶液均稀释10 倍,所得溶液pH 的大小顺序为③>④>①>② D.等体积的①、②、④溶液分别与足量铝粉反应,产生 H 2 量的大小顺序为①>④>② 10.已知 a、b 为完全相同的恒容密闭容器,现在 a 中加入1 mol SO 2 和1 mol O 2 , b 中加 入2 mol SO 2 和2 mol O 2 ,一定条件下发生反应2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g)。分别经过 一段时间后,两个反应体系都达到平衡。下列有关叙述中,正确的是( )。 A. 平衡时 SO 3 的百分含量 a > b B. SO 2 的平衡转化率 a < b C. 平衡时 O 2 的物质的量浓度 a < b 11. 下列图示烷烃的二溴代物有( )。 D. 平衡时,a 与 b 的正反应速率相 等

A.2 种 B. 4 种 C.6 种 D.8 种 12. 下列四种装置中,开始时溶液的体积均为 250 mL,电解质溶液的浓度均为 0.10 mol/L。 若忽略溶液体积的变化且电流效率均为 100%,当测得导线上均通过 0.02 mol 电子时,下列 判 断中,正确的是( )。

A. 此时溶液的浓度:①=②=③=④ C. 产生气体的总体积:④>③>①>②

B. 此时溶液的pH:④>③>①>② D. 电极上析出固体的质量:①>②>③>④

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13. 已知:Fe 2 O 3 (s) + 3CO(g) = 2Fe(s) + 3CO 2 (g) ?H 1 3Fe 2 O 3 (s) + CO(g) = 2Fe 3 O 4 (s) + CO 2 (g) ?H 2 Fe 3 O 4 (s) + CO(g) = 3FeO(s) + CO 2 (g) ?H 3 则反应 FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO 2 (g)的?H 等于( )。 A.3?H 1 ? ?H 2 ? 2?H 3 B.(3?H 1 ? ?H 2 ? 2?H 3 )/6 C.2?H 1 ? 3?H 2 + ?H 3 D.(2?H 1 ? 3?H 2 + ?H 3 )/6 14.某溶液中若加入铝粉能放出 H 2 ,在该溶液中分别加入下列各组离子,可能大量共存的 是( )。 A.Na+、Fe2+、NO 3 ?、Cl? B.Ca2+、Na+、OH?、HCO 3 ? + + ? 2? C.NH 4 、K 、CH 3 COO 、SO 4 D.K+、Ba2+、AlO 2 ?、NO 3 ? 15.等物质的量的主族金属 X、Y、Z 分别与足量稀盐酸反应,所得氢气的体积依次为 V 1 、 V 2 、V 3(标准状况),已知 V 2 = 2V 1 ,V 3 = V 1 + V 2 。则在 Z 的生成物中,金属元素的化合价 为( )。 A.+1 B.+2 C.+3 D.不能确定

2+ 2+ 2三、 (10 分)某厂以工业粗盐(含 Ca 、Mg 、SO 4 等杂质)为主要原料采用“侯氏制碱 法”生产纯碱和化肥 NH 4 Cl,其工艺流程如下图所示:

( 1) “ 除杂 ” 步骤中需加入两种试剂,按加入顺序写出其名称 。 ( 2)写出“ 反应 a”的离子方程式 ;写出“ 反 应 b” 的化学方程 式 。 + (3) “ 过滤 II”所得 “溶液 ” 中除 NH 4 和 Cl?外,还存在的阳离子有 ,阴 离子 有 ;对该溶液进行的“系列操作”包括 。 (4)上述工艺流程中可循环利用的物质有 。 (5)工业纯碱的等级标准如下表所示:

称取某纯碱样品10.00 g,加入适量水溶解,再加入过量 CaCl 2 溶液,充分反应后过滤、 洗涤沉淀、干燥,称得沉淀质量为9.33 g。请通过计算判断该纯碱样品的等级。 四、 (10 分)某研究小组为从一含锌废渣(质量百分组成为:40.5% ZnO、19.8% CuO、5.7% FeO、7.3% Fe 2 O 3 、3.5% MnO,其余为 SiO 2 等灰分)中回收锌和铜,设计出以工业废酸(含 15%的 H 2 SO 4 )为酸浸液的方案,其工艺流程如下图所示(部分条件略) :

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已知部分离子以氢氧化物形式开始沉淀及完全沉淀时的pH 如下表所示: 离子 开始沉淀时的pH(离子初始浓度1.0 mol/L)
?5

完全沉淀时的 pH(离子残余浓度1.0× 10 mol/L) 请回答下列问题: (1)在1.0 mol/L ZnSO 4 溶液中,锌各形态浓度(以 Zn2+计)的对数(lg[c/(mol/L)])随溶液 pH 变化的关系如下图所示:

Fe2+ 6.5 9.7

Fe3+ 1.5 3.2

Cu2+ 4.2 6.7

Mn2+ 7.8 10.4

0

-1

lg[ c/(mol/L)]

-2

-3

Zn2+

Zn(OH)2
Zn(O H)42--

-4

-5 4 6 8 10 12 14

pH
请根据图中数据计算 Zn(OH) 2 的溶度积 K sp 。 (2)写出流程图中试剂a 和b 的化学式 。 2+ (3)若酸浸后溶液中 c(Zn ) = 1.0 mol/L,则“调 pH”时,应将溶液的 pH 控制在5.0~5.5, 为什么? (4) “沉锌”步骤中,要控制溶液的pH 不能超过7。写出该步骤中所发生反应的离子方程 式;其后“过滤”所得溶液中的主要溶质是什么?写出其化学式。 (5)将碱式碳酸锌加热分解可制备具有良好催化性能的活性氧化锌,可用于催化尿素与甲 醇合成碳酸二甲酯(DMC)的反应。 ① 分解温度对氧化锌催化活性影响的结果见下表: 分解温度 /° C DMC 产率 /% 400 600 800 1.74 8.09 3.80 请分析说明分解温度为800 ° C 时所制氧化锌催化活性下降的原因。 ② 在一定条件下,实验测试不同反应时间对合成 DMC 的影响见下表: 反应时间 /h DMC 产率 /% 6 8 10 12 6.53

6.02 10.89 9.85 请分析说明反应时间对合成DMC 的影响规律及其原因。

五、 (15 分)乙酸乙酯是一种重要的化工原料,是良好的有机溶剂,也是有机合成原料,可 用于染料、药物、香料的制备。请回答下列问题: (1)目前,实验室和工业上常用乙酸与乙醇在浓硫酸存在条件下反应制备乙酸乙酯:

① 欲提高乙酸的转化率,可采取的措施有 ② 该反应中,浓硫酸的主要作用是

(要求写出两条)。 ;使用硫酸可能带来的问题有

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(要求写出两条)。 (2)离子液体指熔点较低的离子化合物,具有低挥发性、高沸点等特点,作为一种环境友 好的溶剂和催化体系而备受瞩目。 有研究者报道了利用离子液体咪唑磷酸二氢盐作为合成乙 酸乙酯的催化剂。 ① 反应条件对酯化过程影响的实验结果见下表(表中,n 指物质的量,单位为 mol): 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 n (乙酸) : n (乙醇) : n (离子液体) 1.2 : 1 : 0.15 1.2 : 1 : 0.15 1.2 : 1 : 0.15 1.2 : 1 : 0.15 1.2 : 1 : 0.15 1.0 : 1 : 0.15 1.1 : 1 : 0.15 1.3 : 1 : 0.15 1.4 : 1 : 0.15 1.2 : 1 : 0.05 1.2 : 1 : 0.10 1.2 : 1 : 0.20 1.2 : 1 : 0.25 反应时间 t /h 3 3.5 4 4.5 5 4 4 4 4 4 4 4 4 乙醇转化率 /% 80.04 87.23 90.18 90.45 90.64 81.85 86.41 90.52 89.28 76.50 83.26 90.48 90.92

分析上表数据,利用该离子液体催化合成乙酸乙酯的适宜条件是什么?说明理由。 ② 由于本实验所用的离子液体与酯化产物互溶,故考虑采用溶剂萃取的方法分离出离子液 体。溶剂与原料、酯化产物及离子液体的溶解性实验结果见下表(【注】:“混合溶液”由 乙 醇、乙酸、乙酸乙酯、水和离子液体按一定比例组成):

分析上表,应选取哪种化合物作为离子液体的萃取溶剂?你选择的理由是什么? ③ 已知部分有机物的沸点见下表: 有机物 沸点 /° C 乙醇 78.5 乙酸 117 乙酸乙酯 77.1 四氯化碳 76.8 三氯甲烷 61.7 环己酮 155.7

请具体说明如何从反应混合物中分离出乙酸乙酯产物和离子液体? 六、 (10 分)994 K,当 H 2 缓慢通过过量的块状固体 CoO 时,部分 CoO 被还原为固体 Co。 在流出的平衡气体中 H 2 的物质的量分数为 2.50%;在同一温度,若用 CO 还原固体 CoO 时平 衡气体中 CO 的物质的量分数为1.92%。如果994 K 时物质的量比为1:2 的一氧化碳和水蒸气的 混合物在一定条件下反应,问: (1)一氧化碳的平衡转化率大约是多少? (2)欲获得较纯的 H 2 ,请简要说明在生产工艺上应采取的措施。

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共10 页

10-10

(3)994 K,当 H 2 缓慢通过过量的纳米 CoO 固体粉末时,部分 CoO 被还原为固体 Co。在 相 同的反应时间内, 与块状固体 CoO 相比, 采用纳米固体 CoO 时流出的平衡气体中 H 2 的物 质的 量分数将怎样变化?为什么? 七、 (15 分)某科研小组对水溶液中的烃基化反应进行了研究,反应式和产物的分布情况如 下所示(反应均在一定条件下进行) :
COOH OH Cl Me 1 Me LiOH· H2 O H2 O COOH O + Me 46% 18% COOH OH R R Cl R LiOH· H2 O H2 O 2: R = H 3: R = CH3 4: R = C2H5 5: R = CH(CH3)2 R = H (100%) R = CH3 (36%) R = C2H5 (30%) R = CH(CH3)2 (72%) R = CH3 (64%) R = C2H5 (45%) R = CH(CH3)2 (16%) COOH O R + R OH R + R R COOH R = C2H5 (25%) COOH R = CH(CH3)2 (9%) O COOH Me Me Me Me Me 36% COOH OH OH +

请回答下列问题: 1. 3,5-二甲基苯酚在反应体系中的存在形式是 (用结构简式表示) 。 2. 反应结束后,为了分离到预期产物,需往反应体系中加入的试剂为 (填代号) 。 A.HCl B.NaOH C.H 2 O D.NaCl 3.如果把反应原料Cl
COOH

在NaOH 水溶液中加热, 写出所发生反应的反应方

程式 ,其反应类型是 。 4. 从反应产物的分布数据可以得出的结论有 。 3. 反应物4 和5 的邻位烃基化产物中,两个六元环的不同之处是



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2013 年广东省高中学生化学竞赛试题

2013 年5 月5 日

共4 页

12-1

2013 年广东省高中学生化学竞赛试题 标准答案
评分通则: 1. 凡要求计算的,没有计算过程,即使结果正确也不得分。 2. 有效数字错误,扣 0.5 分,但每大题只扣 1 次。 3. 单位不写或表达错误,扣 0.5 分,但每大题只扣 1 次。 4. 方程式不配平不得分。 5. 不包括在此标准答案的 0.5 分的题,可由评分组讨论决定是否给分。 .... 一、单项选择题(本题包括 30 小题,每小题 1 分,共 30 分。每小题只有一个选项符合题意。请考 生将本题的答案填入答题卷的表格中。)

题号 答案 题号 答案 题号 答案

1 D 11 A 21 D

2 C 12 C 22 D

3 C 13 D 23 A

4 D 14 C 24 C

5 B 15 B 25 D

6 C 16 A 26 C

7 D 17 D 27 B

8 C 18 C 28 C

9 D 19 A 29 D

10 C 20 C 30 D

.. 二、多项选择题(本题包括 15 小题,每小题 2 分,共 30 分。每小题有一个或两个选项符合题意。 选错、多选时,该小题得 0 分。请考生将本题的答案填入答题卷的表格中。)

题号 答案 题号 答案 题号 答案

1 A 6 AB 11 C

2 AB 7 BD 12 B

3 AD 8 CD 13 B

4 A 9 AD 14 D

5 BC 10 BC 15 C

2013 年广东省高中学生化学竞赛试题 三、(10 分) 解: (1)碳酸钡、氢氧化钠溶液 (2)H + OH = H2O
+ -

2013 年5 月5 日

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12-2

1分 1分 1分 1分 1分 1分 1分

NaCl(饱和) + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO 3 ↓ + NH4Cl (3)Na+、H+ HCO3-、CO32-、OH蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 (4)CO2、母液 (5)设纯碱样品中 Na2CO3 的质量为 x,则 Na2CO3 ~ CaCO3 106 100 x 9.33 g x = (106×9.33 g) ÷100 = 9.89 g Na2CO3 含量 = (9.89 g÷10.00 g)×100% = 98.9% 故可判断该纯碱样品为一等品

1分 1分 1分

四、(10 分) 解: (1)由图可知,pH = 7.0 时,lg[c/(mol?L?1)] = ?2.5,则平衡时 c(OH?) = 1.0×10?7 mol?L?1,c(Zn2+) = 10?2.5 mol?L?1= 3.16×10?3 mol?L?1 1 分 Ksp = c(Zn2+)· c2(OH?) = 3.16×10?17(或 3.2×10?17) (mol?L?1)3 1分 (2)ZnO、Zn 1分 (3)pH 太低,不利于以 Fe(OH)3 和 MnO2 形式除铁、锰杂质;pH 太高,会有 Zn(OH)2 沉 淀生成。 2分 2+ ? (4)2Zn + 4HCO3 = Zn(OH)2· ZnCO3↓ + 3CO2↑ + H2O 1分 (NH4)2SO4 1分 (5)① 分解温度过高, 改变了氧化锌的晶型或使其颗粒变大,催化活性降低。 1分 ② 反应时间过短,因反应未达到平衡,碳酸二甲酯产率也较低,故DMC产率随反 应时间增加而增加;当反应时间超过9 h,因DMC的甲基化等副反应明显,消耗碳酸 二甲酯,造成DMC产率随反应时间增加而下降。 2分 五、(15分) 解: (1)① 增加乙醇的用量、及时移出乙酸乙酯(或及时除去生成的水)。 2分 ② 硫酸作催化剂;产生酸性废液(或造成环境污染)、部分原料碳化(或催化剂重 复使用困难、催化效果不理想)。 2分 (2)① (a) n (乙酸) : n (乙醇) = 1.2 : 1。该比例下乙醇转化率可达90%以上, 继续增加乙酸 用量,乙醇转化率仅略微增加,考虑到原料的经济性,选择该比例为佳; 2分 (b) n (乙醇) : n (离子液体) = 1 : 0.15。随离子液体用量增加, 乙醇转化率也逐渐增加, 其用量 达到乙醇的15%时乙醇转化率达到90%以上, 继续增加催化剂用量, 乙醇转化率不再明显增加, 选择该比例为佳; 2分 (c) 反应时间4 h。乙醇转化率随反应时间增加而提高, 在4 h之后增加不明显, 综合考虑选择 4 h为宜。 2分 ② 选取环己酮作为离子液体的萃取溶剂。因为离子液体在环己酮中不溶,而反应物及乙酸 乙酯与环己酮互溶。 2分 ③ 将环己酮加入反应混合物中后,溶液分为两层,上层为乙酸乙酯、乙酸和少量乙醇,分 液后可通过精馏方法分离出乙酸乙酯产物(或:加入饱和碳酸钠溶液至不再有气体产生,分液 后有机层依次用饱和食盐水、饱和氯化钙溶液洗涤、水洗,分去下层液体,有机层用无水硫酸 镁干燥,蒸馏收集 73~77° C 的馏分即为乙酸乙酯);下层为离子液体和水形成的混合物,可蒸 馏除去水,使离子液体得以回收重复使用。 3分

2013 年广东省高中学生化学竞赛试题 六、(10 分) 解:(1)

2013 年5 月5 日

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H2(g) + CoO(s) ? Co(s) + H2O(g) 平衡时 2.50% 97.5% K?1 = 97.50/2.50 = 39.00 CO(g) + CoO(s) ? Co(s) + CO2(g) 平衡时 1.92% 98.08% K?2 = 98.02/1.92 = 51.05 由反应(2)?(1)得 CO(g) + H2O(g) ? H2(g) + CO2(g) 平衡时 (1- x) mol (2- x) mol x mol x mol

(1) 1分 (2) 1分

x2 ? K?2/K?1 = 51.05/39.00 K = (1 ? x)( 2 ? x)
?

2分

x > 0.90 1分 ∴一氧化碳的平衡转化率大于 90%。 (2)可采取的措施有: ① 将混合气体产物通过水洗塔,因 CO2 在水中的溶解度大且形成碳酸,而 H2 在水中的溶解度 甚微,故可获得较纯的 H2。 ② 将混合气体产物通过某种膜,该膜只允许 H2 通过,而 CO2 分子不能通过该膜,从而可获得 纯 H2。 ③ 将混合气体产物通过碱液或石灰水,可获得较纯的 H2。 以上三种措施中,答对任何一种,可得 3 分。 (3)流出的平衡气体中 H2 的物质的量分数将减小,即反应(1)的平衡常数将增大。对于纳 米粒子参与的化学反应, 在反应过程中, 由于反应物的表面能也影响到化学反应, 从而改变了化 学反应的热力学性质, 也改变了标准平衡常数。理论和实验研究结果均表明,粒度对多相反应 的标准摩尔反应焓变?rH?m、标准摩尔反应熵变?rS?m、标准摩尔反应吉布斯自由能变?rG?m 和 标准平衡常数 K?均有明显影响,随着粒径的减小,?rH?m、?rS?m 和?rG?m 均降低,而 K?增大。 对于本题,因平衡常数增大,故在相同反应条件下,有更多的 H2 被消耗,于是流出的平衡气 体中 H2 的物质的量分数将减小。 2分 七、(15 分) 解: 1.
O-

Me

Me

2分

2. A 3.
NaOH Cl COOH H2O, 加热 HO

2分

COO-Na+

3分 2分 2分 2分 2分

取代反应

4. 烃基化反应可发生在酚氧原子以及苯环的邻位和对位; 当酚的苯环上有取代基时,苯环才能发生烃基化反应。 3. 苯环中的 6 个碳原子共面,另一个六元环的 6 个碳原子不共面

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